一種基於分級混合的π型鍋爐SCR煙氣脫硝裝置的製作方法
2024-04-03 10:31:05
本實用新型涉及一種SCR煙氣脫硝裝置，特別是一種基於分級混合的π型鍋爐SCR煙氣脫硝裝置。
背景技術：
選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction，SCR)煙氣脫硝技術因其脫硝效率高、技術成熟，已成為大型火電機組脫硝的首選技術。研究證明，首層催化劑主要以脫硝為主，第二層催化劑對氨逃逸的控制起著關鍵作用，因此，首層催化劑後即第二層及以後層催化劑入口煙氣中氨氮摩爾比分布均勻性對氨逃逸和脫硝效率有著重要影響，分布均勻性越差則氨逃逸越高，同時較高的氨逃逸也限制了脫硝裝置整體脫硝效率的提升，且要求的脫硝效率越高，這種影響越明顯。
當前π型鍋爐SCR煙氣脫硝裝置採用高灰型布置方式，主要布置在省煤器出口與空預器入口之間，煙氣的基本流程為：省煤器出口的煙氣進入上升煙道，與噴氨格柵噴出的氨-空氣混合氣混合，經過導流板、整流格柵後，進入催化劑層進行脫硝反應，反應後的煙氣經過SCR出口煙道進入空預器。但由於空間的限制，每層催化劑之間的高度一般控制在2～3m，較短的混合距離難以保證進入第二層催化劑的煙氣中氨氮摩爾比的均勻性。
對於π型鍋爐而言，省煤器出口至SCR煙氣脫硝裝置入口具有較長的煙道，且省煤器出口煙氣流速基本滿足脫硝裝置設計要求，因此，如何通過優化布置首層催化劑，進一步改善煙氣經過首層催化劑後氨氮摩爾比混合均勻性，成為保證氨逃逸、進一步提升脫硝效率的關鍵。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的是傳統SCR煙氣脫硝經過首層催化劑後氨氮摩爾比分布均勻性變差，導致脫硝效率提升受限以及氨逃逸的技術問題。
本實用新型提供了一種基於分級混合的π型鍋爐SCR煙氣脫硝裝置，包括爐膛、省煤器、噴氨系統、第一層催化劑、第二層催化劑，其特徵在於，所述噴氨系統、第一層催化劑沿煙氣前進方向依次設置在省煤器出口。
將及噴氨系統及第一層催化劑直接布置在省煤器出口，大大增加了第一層催化劑出口氨氮摩爾比的混合距離，有效地改善第二層催化劑入口煙氣中氨氮摩爾比分布的均勻程度，提高了第二層催化劑的脫硝能力和氨逃逸的控制能力。
進一步的，所述噴氨系統和第一層催化劑之間沿煙氣前進方向依次設有第一級混合裝置、第一級整流格柵。
第一級混合裝置、第一級整流格柵進一步改善了煙氣中氨氮摩爾比分布的均勻程度。
進一步的，所述噴氨系統採用渦流型AIG、混合型AIG或格柵型AIG。
進一步的，所述噴氨系統設有用於調節還原劑供應量的流量調節閥，通過設置流量調節閥，可以根據具體情況控制還原劑的流量，進一步改善脫硝效果。
進一步的第一層催化劑和第二層催化劑之間沿煙氣前進方向還依次設有第一級導流裝置、第二級混合裝置、第二級導流裝置、第三級混合裝置、第三級導流裝置、第二級整流格柵。
煙道內設置多級混合裝置、導流裝置，進一步大大的改善了進入第二層催化劑入口煙氣中氨氮摩爾比分布的均勻性，提高了脫硝效果，減少了氨逃逸。
進一步的，第一層催化劑入口氨氮摩爾比的相對標準偏差控制在10％以內。
進一步的，第二層催化劑入口氨氮摩爾比的相對標準偏差控制在10％以內。
控制氨氮摩爾比可以進一步提高脫硝效果和減少氨逃逸。
本實用新型同現有技術相比具有以下優點及效果：
1、結構合理，安裝和實施方便。
2、大大提升了SCR整體脫硝效率。
3、有效地改善了第二層催化劑入口氨氮摩爾比分布的均勻程度，極大的發揮第二層催化劑的脫硝能力和氨逃逸的控制能力。
4、降低了對首層催化劑入口氨氮摩爾比分布均勻性的要求，解決了傳統SCR脫硝效率提升受限的問題。
5、降低氨逃逸的排放，緩解下遊設備ABS沉積現象的發生。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型一種基於分級混合的π型鍋爐SCR煙氣脫硝裝置示意圖。
標註說明：
1-爐膛 2-省煤器 3-噴氨系統 4-第一級混合裝置 5-第一級整流格柵 6-第一層催化劑 7-第一級導流裝置 8-第二級混合裝置 9-第二級導流裝置 10-第三級混合裝置 11-第三級導流裝置 12-第二級整流格柵 13-第二層催化劑 14-第三層催化劑 15-流量調節閥 16-還原劑供應裝置 17-SCR出口煙道
具體實施方式
下面結合具體實施例詳細說明本專利：
實施例1，如圖1所示，本實施例包括爐膛1、省煤器2、噴氨系統3、第一層催化劑6、第二層催化劑13，其特徵在於，所述噴氨系統3、第一層催化劑6沿煙氣前進方向依次設置在省煤器2出口，通過將第一層催化劑6直接布置在省煤器2出口，增加了第一層催化劑6出口煙氣中氨氮摩爾比的混合距離，形成分級混合系統，有效地改善第二層催化劑13入口煙氣中氨氮摩爾比分布的均勻程度，進一步發揮第二層催化劑13的脫硝能力和氨逃逸的控制能力，降低了對第一層催化劑6入口氨氮摩爾比分布均勻性的要求，提升了SCR脫硝裝置整體脫硝效率，也在一定情況下能夠降低氨逃逸的排放，緩解下遊設備ABS沉積現象的發生。
實施例2：本實施例在實施例1的基礎上在噴氨系統3和第一層催化劑6之間增加了第一級混合裝置4、第一級整流格柵5。
實施例3：本實施例中，噴氨系統3採用渦流型AIG、混合型AIG或格柵型AIG。
實施例4：本實施例中，噴氨系統3設有用於調節還原劑供應量的流量調節閥15。
實施例5：如圖1所示，本實施中，第一層催化劑6和第二層催化劑13之間沿煙氣前進方向還依次設有第一級導流裝置7、第二級混合裝置8、第二級導流裝置9、第三級混合裝置10、第三級導流裝置11、第二級整流格柵12。
實施例6：本實施例中，第一層催化劑6入口氨氮摩爾比的相對標準偏差控制在10％以內，第二層催化劑13入口氨氮摩爾比的相對標準偏差控制在10％以內。
本實用新型提出了一種基於分級混合的π型鍋爐SCR煙氣脫硝裝置，利用經過第一層催化劑後氨氮摩爾比分布均勻性變差，制約SCR煙氣脫硝裝置效率提升的原理，通過將第一層催化劑布置到省煤器出口，形成分級混合，不僅有效地改善了第二層催化劑入口氨氮摩爾比分布的均勻程度，進一步發揮第二層催化劑的脫硝能力和氨逃逸的控制能力，降低了對第一層催化劑入口氨氮摩爾比分布均勻性的要求，解決了傳統SCR脫硝效率提升受限的問題，進一步提升了SCR整體脫硝效率，達到95％以上，而且在一定情況下降低氨逃逸的排放，緩解下遊設備ABS沉積現象的發生。
此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本實用新型專利構思所述的構造、特徵及原理所做的等效或簡單變化，均包括於本實用新型專利的保護範圍內。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本實用新型的保護範圍。